一種井下礦用3g無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及礦用通信設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)包括井上部分和井下部分，其中，井上部分包括基帶處理單元、核心交換機、網(wǎng)管主機、語音服務(wù)器、調(diào)度主機、調(diào)度臺以及地面基站，井下部分包括基站控制器和基站，基站控制器和與基站以鏈?zhǔn)椒绞叫纬傻慕M網(wǎng)構(gòu)架的若干個基站，從而提高井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的使用可靠性和安全性，同時，通過3G網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)文件的上傳下載以及相應(yīng)的多媒體功能，完善了井下3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的功能。
【專利說明】—種井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦用通信設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息通訊技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外煤礦井下通訊領(lǐng)域技術(shù)正朝著無線接入系統(tǒng)技術(shù)方向發(fā)展，各個時期的井下無線通訊技術(shù)為煤礦的安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理做出了不同的貢獻，井下無線通訊的發(fā)展經(jīng)歷了感應(yīng)無線通信、漏泄無線通信、分布式無線通信、小靈通無線通信以及WiFi無線通訊等不同階段。
[0003]目前，在井下應(yīng)用最廣泛的通信方式是小靈通無線通訊，但是小靈通無線通訊方式存在如下缺陷:
[0004](I)小靈通無線通訊無法提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，即數(shù)據(jù)的上傳和下載，難以滿足煤礦企業(yè)日益增加的數(shù)據(jù)需求；
[0005](2)公網(wǎng)上的小靈通產(chǎn)品已經(jīng)面臨清頻，全面退市，產(chǎn)業(yè)鏈斷裂，無法提供正常的產(chǎn)品供應(yīng)和售后服務(wù)，使得其他在小靈通使用方面面臨越來越多的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種適合井下使用、穩(wěn)定性和安全性更高的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，所述井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)具體包括:
[0008]位于井上部分的基帶處理單元，所述基帶處理單元分別連接核心交換機和地面基站，所述核心交換機連接有網(wǎng)管主機、語音服務(wù)器、調(diào)度主機和調(diào)度臺，所述地面基站連接若干礦用本安型手機；
[0009]設(shè)置在礦井下的礦用隔爆型基站控制器，所述基站控制器通過光纖與所述基帶處理單元連接；
[0010]與所述基站控制器通訊連接的若干個礦用本安型基站，其中，若干個所述基站以鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)的方式與所述基站控制器連接；
[0011]其中，所述基站控制器設(shè)有隔爆型防爆殼體，所述防爆殼體內(nèi)設(shè)有第一主控板，所述第一主控板上設(shè)有I個第一光模塊接口和7個第二光模塊接口，所述第一主控板上設(shè)有與所述第一光模塊接口和所述第二光模塊接口電連接的第一主控芯片，所述第一光模塊接口通過光纖連接基帶處理單元，所述第二光模塊接口對應(yīng)連接處于下游位置的所述基站；
[0012]所述基站包括外殼和設(shè)置外殼內(nèi)部的第二主控板，所述第二主控板上設(shè)有上行光模塊接口和下行光模塊接口，所述上行光模塊接口與上游的基站控制器或基站光纖連接，所述下行光模塊接口與下游基站連接，所述第二主控板上還設(shè)有與上行光模塊接口和下行光模塊接口電連接的第二主控芯片，所述第二主控芯片電連接至少一個無線收發(fā)模塊，所述第二主控板上設(shè)有與所述無線收發(fā)模塊電連接的天線插孔，所述天線插孔對應(yīng)插接無線信號收發(fā)天線。
[0013]作為一種改進的方案，處于鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)末端的基站的所述下行光模塊接口與基站控制器連接，形成環(huán)形組網(wǎng)。
[0014]作為一種改進的方案，所述基站的所述第二主控板上還設(shè)有電源電路，所述電源電路包括第一級電源電路、第二級電源電路和第三級電源電路。
[0015]作為一種改進的方案，所述第一級電源電路包括整流電路，所述整流電路連接集成芯片Jio的引腳I和引腳2，所述集成芯片JlO的引腳3和引腳4與所述整流電路并聯(lián)連接第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND與所述整流電路之間依次形成第一電流節(jié)點、第二電流節(jié)點和第三電流節(jié)點，所述第一電流節(jié)點另一端通過第四電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第2管腳IN電連接，所述第四電流節(jié)點另一端通過第五電流節(jié)點電連接所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第7管腳EN，所述第五電流節(jié)點通過所述第三電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND電連接，所述第二電流節(jié)點的另一端延伸接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第3管腳SW接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS電連接9V電壓輸出端VCC_9.0V,所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第5管腳FB的輸出端在所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS與所述9V電壓輸出端VCC_9.0V之間形成第六電流節(jié)點，所述第六電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS之間依次電連接有電容C2和電感LI，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第6管腳COMP通過電容C4和電容C6與第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第8管腳SS電連接。
[0016]作為一種改進的方案，所述第二級電源電路包括第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第一級電源電路的9V電壓輸出端VCC_9.0V電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第7管腳EN之間形成第八電流節(jié)點和第九電流節(jié)點,所述第八電流節(jié)點通過電容C150接地,所述第九電流節(jié)點通過電容C151與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第4管腳GND電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS電連接5V電壓輸出端VCC_5.0V，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS與5V電壓輸出端VCC_5.0V之間形成第十電流節(jié)點、第十一電流節(jié)點、第十二電流節(jié)點和第十三電流節(jié)點，其中，所述第十電流節(jié)點、第十一電流節(jié)點之間并聯(lián)電容C153和電容C154，所述第十二電流節(jié)點和第十三電流節(jié)點之間設(shè)有第一濾波電路，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第6管腳COMP通過電容C155和電容C156與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第8管腳SS電連接。
[0017]作為一種改進的方案，所述第三級電源電路包括第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第7管腳VCC、第5管腳VINDCDC3、第36管腳VINDCDC3、第6管腳VINDCDC3、第 14 管腳 VSYSIN、第 11 管腳 H0T_RESET、第 19 管腳 VINLD0、第 12 管腳 DEFLD01、第22管腳LE0_EN、第23管腳DCDC3_EN、第24管腳DCDC2_EN和第25管腳DCDC1_EN分別電連接所述第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第O 管腳 GND、第 15 管腳 VBACKUP、第 16 管腳 VRTC、第 26 管腳 TRESPWE0N、第 13 管腳 DEFLD02、第3管腳PGND3、第34管腳PGND2、第10管腳DEFDCDC1、第8管腳PGNDl、第40管腳AGNDl和第17管腳AGND2分別接地，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第28管腳INT、管腳VD⑶C2和第35管腳L2分別電連接3.3V電壓輸出端VCC_3.3V，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第2管腳 VDCDC3、第 4 管腳 L3、第 27 管腳 RESPWRON、第 38 管腳 PWRFAIL_SNS、第 31 管腳 PWRFAIL以及第21管腳LOWBAT電連接2.5V電壓輸出端VCC_2.5V，第39管腳L0WBAT_SNS通過電阻R17100連接電壓輸出端VCC_2.5V，所述第20管腳VLDOl電連接LD0_2.8V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第18管腳VLD02和第17管腳AGEND2電連接LD0_3.3V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第17管腳AGND2和所述LD0_3.3V端之間設(shè)有第二濾波電路，所述第二濾波電路與所述LD0_2.8V端之間設(shè)有第三濾波電路。
[0018]由于井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)包括井上部分和井下部分，其中，井上部分包括基帶處理單元、核心交換機、網(wǎng)管主機、語音服務(wù)器、調(diào)度主機、調(diào)度臺以及地面基站，井下部分包括基站控制器和基站，基站控制器和與基站以鏈?zhǔn)椒绞叫纬傻慕M網(wǎng)構(gòu)架的若干個基站，從而提高井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的使用可靠性和安全性，同時，通過3G網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)文件的上傳下載以及相應(yīng)的多媒體功能，完善了井下3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的功能；
[0019]同時，基站控制器的第一主控板上設(shè)有第一光模塊接口、第二光模塊接口以及第一主控芯片，基站控制器通過第一光模塊接口接收基帶處理單元的控制信號，通過第二光模塊接口接收或發(fā)送相應(yīng)通訊信號，第一主控芯片對基站無線信道進行統(tǒng)籌管理，并對實施呼叫以及通信鏈路的建立和刪除進行控制，完成對3G無線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管和有效控制；而基站包括上行光模塊接口、下行光模塊接口、第二主控芯片以及無線收發(fā)模塊，上行光模塊接口和下行光模塊接口實現(xiàn)了光纖信號的傳遞，第二主控芯片則對本基站的信號收發(fā)過程以及信號模式的轉(zhuǎn)換進行控制，無線收發(fā)模塊用于接收手持終端發(fā)送的無線電信號或?qū)o線電信號輻射發(fā)出，基站控制器和基站共同完成對井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和通訊，布局一臺基站控制器和若干臺通過光纖與基站控制器連接的基站，具有單純的信號收發(fā)功能的基站的批量布局大大降低礦井的工程造價，同時也大大降低了施工難度。
[0020]由于處于鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)末端的基站的所述下行光模塊接口與所述基站控制器連接，形成環(huán)形組網(wǎng)，當(dāng)環(huán)形組網(wǎng)中任何一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，自動快速切換成兩組鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)，仍然能夠保持架構(gòu)的正常運行，提高了架構(gòu)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明提供的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實施例一提供的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明提供的基站控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明提供的基站的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明實施例二提供的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)構(gòu)架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明提供的第一級電源電路的電路圖；
[0027]圖7是本發(fā)明提供的第二級電源電路的電路圖；
[0028]圖8是本發(fā)明提供的第三級電源電路的電路圖；
[0029]其中，1-基站控制器，110-防爆殼體，120-第一主控板，121-第一光模塊接口，122-第二光模塊接口，123-第一主控芯片，130-第一電源板，2-基站，21-外殼，22-第二主控板，221-上行光模塊接口，222-下行光模塊接口，223-第二主控芯片，224-無線收發(fā)模塊，225-天線插孔，226-電源電路，23-第二電源板，3-第一電流節(jié)點，4-第二電流節(jié)點，5-第三電流節(jié)點，6-第四電流節(jié)點，7-第五電流節(jié)點,8-第六電流節(jié)點,9-第七電流節(jié)點，10-第八電流節(jié)點，11-第九電流節(jié)點，12-第十電流節(jié)點，13-第^^一電流節(jié)點，14-第十二電流節(jié)點，15-第十三電流節(jié)點。
【具體實施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]圖1是本發(fā)明提供的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，圖中僅給出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0032]井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)具體包括:
[0033]位于井上部分的基帶處理單元，所述基帶處理單元分別連接核心交換機和地面基站，所述核心交換機連接有網(wǎng)管主機、語音服務(wù)器、調(diào)度主機和調(diào)度臺，所述地面基站連接若干礦用本安型手機；
[0034]如圖2所示，設(shè)置在礦井下的礦用隔爆型基站控制器I ;
[0035]與所述基站控制器I通訊連接的若干個礦用本安型基站2，其中，若干個所述基站2以鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)的方式與所述基站控制器I連接；
[0036]其中，如圖3所示，所述基站控制器I設(shè)有隔爆型防爆殼體110，所述防爆殼體110設(shè)有可扣合的蓋體和殼體本體(圖中未示出)，所述蓋體與所述殼體本體通過螺栓固定，所述殼體本體上設(shè)有若干個第一穿線孔(圖中未示出)，所述防爆殼體110內(nèi)設(shè)有第一主控板120，所述第一主控板120上設(shè)有I個第一光模塊接口 121和7個第二光模塊接口 122，所述第一光模塊接口 121和第二光模塊接口 122與所述第一穿線孔相對應(yīng)，所述第一主控板120上設(shè)有與所述第一光模塊接口 121和所述第二光模塊接口 122電連接的第一主控芯片123，其中，所述第一光模塊接口 121通過光纖穿過所述第一穿線孔連接基帶處理單元，所述第二光模塊接口 122對應(yīng)連接所述基站2 ；
[0037]如圖4所示，所述基站2布局在井下巷道內(nèi)，所述基站2包括外殼21和設(shè)置外殼21內(nèi)部的第二主控板22，所述第二主控板22上設(shè)有上行光模塊接口 221和下行光模塊接口 222，所述上行光模塊接口 221與上游的基站控制器I或基站2光纖連接，所述下行光模塊接口 222與下游基站2連接，所述第二主控板22上還設(shè)有與上行光模塊接口 221和下行光模塊接口 222電連接的第二主控芯片223，所述第二主控芯片223電連接至少一個無線收發(fā)模塊224，所述第二主控板22上設(shè)有與所述無線收發(fā)模塊224電連接的天線插孔225，所述天線插孔225對應(yīng)插接無線信號收發(fā)天線，所述外殼21上設(shè)有與所述上行光模塊接口221、下行光模塊接口 222和無線信號收發(fā)天線相對應(yīng)的第二穿線孔(圖中未示出)。
[0038]在本發(fā)明中，基站控制器I的防爆殼體110內(nèi)還設(shè)有第一電源板130,所述第一電源板130所述第一主控板120與電連接，所述第一電源板130為所述第一主控板120進行供電，而且，基站控制器I的第一主控板120上還設(shè)有RJ45接口和VGA接口(圖中未標(biāo)記)。
[0039]在本發(fā)明中 ，基站2的外殼21內(nèi)還設(shè)有與所述第二主控板22電連接第二電源板23，所述第二電源板23為所述第二主控板22供電。
[0040]其中，在圖3所示的基站控制器I中，其中，上述第一主控芯片123選用增強型的32位基于ARM核心的微控制器；[0041]設(shè)置在殼體本體上第一穿線孔主要用于穿過光纖線，第一光模塊接口 121和第二光模塊接口 122常見的光纖接口，其用于對光電信號進行轉(zhuǎn)換，其中:
[0042]第一光模塊接口 121采用速率為2.5Gbps的光纖，為上級光口，其與基帶處理單元連接，用于實現(xiàn)基站控制器I與基帶處理單元的TCP/IP通信，完成基帶處理單元到基站控制器I的操作管理；
[0043]而第二光模塊接口 122采用速率為1.25Gbps的光纖，為下級光口，用于實現(xiàn)與下級基站2的通信連接。
[0044]如圖5所示，處于鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)末端的基站的所述下行光模塊接口與所述基站控制器連接，形成環(huán)形組網(wǎng)，當(dāng)環(huán)形組網(wǎng)中任何一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，自動快速切換成兩組鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)，仍然能夠保持架構(gòu)的正常運行，提高了架構(gòu)的可靠性。
[0045]在本發(fā)明中，基站2的所述第二主控板22上還設(shè)有電源電路226，所述電源電路226包括第一級電源電路、第二級電源電路和第三級電源電路。
[0046]參閱圖6，所述第一級電源電路包括整流電路，所述整流電路連接集成芯片JlO的引腳I和引腳2，所述集成芯片JlO的引腳3和引腳4與所述整流電路并聯(lián)連接第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND與所述整流電路之間依次形成第一電流節(jié)點3、第二電流節(jié)點4和第三電流節(jié)點5，所述第一電流節(jié)點3另一端通過第四電流節(jié)點6與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第2管腳IN電連接，所述第四電流節(jié)點6另一端通過第五電流節(jié)點7電連接所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第7管腳EN，所述第五電流節(jié)點7通過所述第三電流節(jié)點5與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND電連接，所述第二電流節(jié)點4的另一端延伸接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第3管腳SW接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS電連接9V電壓輸出端VCC_9.0V,所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第5管腳FB的輸出端在所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS與所述9V電壓輸出端VCC_9.0V之間形成第六電流節(jié)點8，所述第六電流節(jié)點8與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS之間依次電連接有電容C2和電感LI，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第6管腳COMP通過電容C4和電容C6與第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第8管腳SS電連接。
[0047]其中，整流電路包括二極管D1，所述二極管Dl的正極端連接集成芯片JlO的引腳I和引腳2，所述二極管Dl的負(fù)極端電連接二極管D2的正極端，所述二極管D2的負(fù)極端連接電阻R1，所述電阻Rl的另一端電連接二極管DlO的正極端，所述二極管DlO的負(fù)極端與所述第4管腳GND之間形成第七電流節(jié)點9。
[0048]同時，在上述實施例中，所述第一電流節(jié)點3與所述第四電流節(jié)點6之間電連接一電容Cl，所述第五電流節(jié)點7與所述第三電流節(jié)點5之間電連接電容C3，所述第3管腳SW與所述接地端之間電連接二極管D3，所述電容C4和C6之間電連接電阻R5。
[0049]第一級電源電路中:
[0050]二極管 D1、D2、D3 均為 SK:34、3A ;
[0051]電容Cl的電容值為2.2uF，額定電壓為35V，電容C2、C3和C4的電容值均為10nF，電容C5的電容值為luF，電容C6為貼片電容，其電容值為0.1uF ；
[0052]電阻Rl的電阻值為4.7K歐姆，電阻R2的電阻值為8.7K歐姆，電阻R3和R4為預(yù)留電阻，其中，電阻Rl和電阻R2為貼片電阻0805 ；
[0053]電感 LI 采用 4A、IOuH 的 MSS1038_123KL。[0054]其中，圖6所示的第一級電源電路輸入電容與輸出電容的和小于4.7uF。
[0055]請參閱圖7，所述第二級電源電路包括第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第一級電源電路的9V電壓輸出端VCC_9.0V電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第7管腳EN之間形成第八電流節(jié)點10和第九電流節(jié)點11，所述第八電流節(jié)點10通過電容C150接地,所述第九電流節(jié)點11通過電容C151與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第4管腳GND電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS電連接5V電壓輸出端VCC_5.0V，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS與5V電壓輸出端VCC_5.0V之間形成第十電流節(jié)點12、第十一電流節(jié)點13、第十二電流節(jié)點14和第十三電流節(jié)點15,其中,所述第十電流節(jié)點12、第^^一電流節(jié)點13之間并聯(lián)電容C153和電容C154，所述電容C153和電容C154的另一端分別接地，所述第十二電流節(jié)點14和第十三電流節(jié)點15之間設(shè)有第一濾波電路，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第6管腳COMP通過電容C155和電容C156與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第8管腳SS電連接。
[0056]其中，所述第一濾波電路包括與第十二電流節(jié)點電連接的二極管DlO和與所述第十一電流節(jié)點電連接的二極管D4，所述二極管DlO和二極管D4并聯(lián)后接地，所述二極管D4和第十一電流節(jié)點之間串接電阻Rl52。
[0057]在第二級電源電路中:
[0058]二極管D9為SK34、3A，二極管DlO額定電壓5.6V，功率5W ；
[0059]電容C150的電容值為luF，額定電壓為35V，電容C151、C152的電容值均為10nF，電容C153的電容值為luF，電容C156為貼片電容，其電容值為0.1uF ； [0060]電阻R167的電阻值為8.7K歐姆，電阻R172的電阻值為2.27K歐姆，電阻R173的電阻值為IK歐姆，電阻R174的電阻值為5.6K歐姆，電阻R152的電阻值為IOK歐姆，其中，電阻R167、電阻R172、電阻R173、電阻R174均為貼片電阻0805 ；
[0061]電感 L41 也采用 4A、10uH 的 MSS1038_123KL。
[0062]其中，圖7所示的第二級電源電路輸入電容不超過第一級電源電路的輸出電容。
[0063]請參閱圖8，所述第三級電源電路包括第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第7管腳VCC、第5管腳VINDCDC3、第36管腳VINDCDC3、第6管腳VINDCDC3、第 14 管腳 VSYSIN、第 11 管腳 H0T_RESET、第 19 管腳 VINLD0、第 12 管腳 DEFLDOKH 22 管腳LE0_EN、第23管腳DCDC3_EN、第24管腳DCDC2_EN和第25管腳DCDC1_EN分別電連接所述第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第O管腳 GND、第 15 管腳 VBACKUP、第 16 管腳 VRTC、第 26 管腳 TRESPWE0N、第 13 管腳 DEFLD02、第3管腳PGND3、第34管腳PGND2、第10管腳DEFDCDC1、第8管腳PGNDl、第40管腳AGNDl和第17管腳AGND2分別接地，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第28管腳INT、管腳VD⑶C2和第35管腳L2分別電連接3.3V電壓輸出端VCC_3.3V，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第2管腳VDCDC3、第 4 管腳 L3、第 27 管腳 RESPWRON、第 38 管腳 PWRFAIL_SNS、第 31 管腳 PWRFAIL 以及第21管腳LOWBAT電連接2.5V電壓輸出端VCC_2.5V，第39管腳L0WBAT_SNS通過電阻R17100連接電壓輸出端VCC_2.5V，所述第20管腳VLDOl電連接LD0_2.8V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第18管腳VLD02和第17管腳AGEND2電連接LD0_3.3V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第17管腳AGND2和所述LD0_3.3V端之間設(shè)有第二濾波電路，所述第二濾波電路與所述LD0_2.8V端之間設(shè)有第三濾波電路。
[0064]其具體的電路連接實現(xiàn)如下所述:
[0065](I)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第7管腳VCC與之間電連接電阻R170，第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第5管腳VINDCDC3、第36管腳VINDCDC3以及第6管腳VINDCDC3的線路并聯(lián)后與所述第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V和電阻R170之間電連接，形成電流節(jié)點，電阻R170與所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第7管腳VCC形成另一電流節(jié)點，該電流節(jié)點串接電容C149后接地；
[0066](2)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第14管腳VSYSIN與第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V形成電流節(jié)點，并通過電阻R165與其電連接，該電流節(jié)點的另一端通過串接電容C146后接地；
[0067](3)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第15管腳VBACKUP串接電容C147后接地，第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第16管腳VRTC串接電容C148后接地；
[0068](4)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第11管腳H0T_RESET串接電阻R164后與第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V電連接；
[0069](5)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第38管腳PWRFAIL_SNS、第31管腳PWRFAIL以及第21管腳分別通過電阻R160、電阻R159以及電阻R168并聯(lián)后與電壓輸出端VCC_2.5V電連接；
[0070](6)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第26管腳串接電容C124后接地，第13管腳DEFLD02串接電阻R157后接地；
[0071](7)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第12管腳DEFLD01串接電阻R156后與所述第19管腳VINLDO的線路并聯(lián)連接電壓輸出端VCC_5.0V，第22管腳LE0_EN串接電阻R156后與電壓輸出端VCC_5.0V電連接；
[0072](8)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第28管腳INT串接電阻R138后連接電壓輸出端VCC_3.3V ；
[0073](9)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第29管腳SDAT連接SDA組成的數(shù)據(jù)控制線，第30管腳SCLK組成的時鐘輸出線，形成SDA和SCL組成I2C總線；
[0074](10)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第23管腳DCDC3_EN、第24管腳DCDC2_EN和第25管腳D⑶C1_EN分別對應(yīng)串接電阻R163、電阻R162、電阻R161后，并聯(lián)電連接所述第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V ；
[0075](11)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第2管腳VDCDC3與所述2.5V電壓輸出端VCC_2.5V之間依次形成三個電流節(jié)點，后兩個電流節(jié)點之間并聯(lián)后第四濾波電路，該第四濾波電路由電容C157和C159并聯(lián)構(gòu)成，其另一端接地，最后一個電流節(jié)點的另一端依次串接電阻R175和電阻R179，其中第4管腳L3串接電感L43后與上述三個電流節(jié)點的第一個電連接；
[0076](12)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的管腳VDCDC2與3.3V電壓輸出端VCC_3.3V之間依次形成三個電流節(jié)點，后兩個電流節(jié)點之間并聯(lián)第五濾波電路，該第五濾波電路由電容C161和電容C162并組成，其另一端接地，第35管腳L2串接電感L43后電連接該三個電流節(jié)點中的第一個電流節(jié)點；
[0077](13)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第9管腳VD⑶Cl通過第六濾波電路電連接1.2V電壓輸出端VCC_1.2V，其中，第六濾波電路由電容C158和電容C160并聯(lián)組成，其另一端接地，第7管腳LI串接電感L42后與第六濾波電路電連接；
[0078](14)、第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第27管腳RESPWRON通過電阻R151電連接2.5V電壓輸出端VCC_2.5V。
[0079](15)、第二濾波電路由電容C61和電容C15并聯(lián)組成，第三濾波電路由電容C16和C62組成。
[0080]第三級電源電路中:
[0081]電容C140、C147的電容值為IuF,電容C160、C162、C61、C62的電容值均為IOnF，電容C159、C158、C161、C15、C16的電容值為0.1uF,電容C124為1500pF,電容C148和電容C149的電容值均為2.2uF，；
[0082]電阻R164的電阻值為100K歐姆，電阻R175的電阻值為3.2K歐姆，電阻R179的電阻值為IK歐姆，電阻R151、R156和R165的電阻值為IOK歐姆，電阻R138、R160、R159、R16UR162以及R168的電阻值為IK歐姆；
[0083]電感L42、電感L43以及電感L44采用2.2uH，電流為2A，ME3220型號。
[0084]通過基站電源電路的設(shè)計，確保井下基站使用的安全性，提高了基站的防爆性能。
[0085]在本發(fā)明實施例中，井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)包括井上部分和井下部分，其中，井上部分包括基帶處理單元、核心交換機、網(wǎng)管主機、調(diào)度主機、調(diào)度臺以及地面基站，井下部分包括基站控制器和基站，基站控制器和與基站以鏈?zhǔn)椒绞叫纬傻慕M網(wǎng)構(gòu)架的若干個基站，從而提高井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的使用可靠性和安全性，同時，通過3G網(wǎng)絡(luò)能實現(xiàn)文件的上傳下載以及相應(yīng)的多媒體功能，完善了井下3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的功倉泛。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，所述井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)具體包括: 位于井上部分的基帶處理單元，所述基帶處理單元分別連接核心交換機和地面基站，所述核心交換機連接有網(wǎng)管主機、語音服務(wù)器、調(diào)度主機和調(diào)度臺，所述地面基站連接若干礦用本安型手機； 設(shè)置在礦井下的礦用隔爆型基站控制器，所述基站控制器通過光纖與所述基帶處理單元連接； 與所述基站控制器通訊連接的若干個礦用本安型基站，其中，若干個所述基站以鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)的方式與所述基站控制器連接； 其中，所述基站控制器設(shè)有隔爆型防爆殼體，所述防爆殼體內(nèi)設(shè)有第一主控板，所述第一主控板上設(shè)有I個第一光模塊接口和7個第二光模塊接口，所述第一主控板上設(shè)有與所述第一光模塊接口和所述第二光模塊接口電連接的第一主控芯片，所述第一光模塊接口通過光纖連接基帶處理單元，所述第二光模塊接口對應(yīng)連接處于下游位置的所述基站； 所述基站包括外殼和設(shè)置外殼內(nèi)部的第二主控板，所述第二主控板上設(shè)有上行光模塊接口和下行光模塊接口，所述上行光模塊接口與上游的基站控制器或基站光纖連接，所述下行光模塊接口與下游基站連接，所述第二主控板上還設(shè)有與上行光模塊接口和下行光模塊接口電連接的第二主控芯片，所述第二主控芯片電連接至少一個無線收發(fā)模塊，所述第二主控板上設(shè)有與所述無線收發(fā)模塊電連接的天線插孔，所述天線插孔對應(yīng)插接無線信號收發(fā)天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，其特征在于，處于鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)末端的基站的所述下行光模塊接口與基站控制器連接，形成環(huán)形組網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述基站的所述第二主控板上還設(shè)有電源電路，所述電源電路包括第一級電源電路、第二級電源電路和第二級電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述第一級電源電路包括整流電路，所述整流電路連接集成芯片JlO的引腳I和引腳2，所述集成芯片JlO的引腳3和引腳4與所述整流電路并聯(lián)連接第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND與所述整流電路之間依次形成第一電流節(jié)點、第二電流節(jié)點和第三電流節(jié)點，所述第一電流節(jié)點另一端通過第四電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第2管腳IN電連接，所述第四電流節(jié)點另一端通過第五電流節(jié)點電連接所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第7管腳EN，所述第五電流節(jié)點通過所述第三電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4管腳GND電連接，所述第二電流節(jié)點的另一端延伸接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第3管腳SW接地，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS電連接9V電壓輸出端9V_VCC，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第5管腳FB的輸出端在所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS與所述9V電壓輸出端9V_VCC之間形成第六電流節(jié)點，所述第六電流節(jié)點與所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I管腳BS之間依次電連接有電容C2和電感LI，所述第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第6管腳COMP通過電容C4和電容C6與第一降壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第8管腳SS電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述第二級電源電路包括第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第一級電源電路的9V電壓輸出端9V_VCC電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第2管腳IN與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第7管腳EN之間形成第八電流節(jié)點和第九電流節(jié)點，所述第八電流節(jié)點通過電容C150接地，所述第九電流節(jié)點通過電容C151與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第4管腳GND電連接，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS電連接5V電壓輸出端VCC_5.0V，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第I管腳BS與5V電壓輸出端VCC_5.0V之間形成第十電流節(jié)點、第十一電流節(jié)點、第十二電流節(jié)點和第十三電流節(jié)點，其中，所述第十電流節(jié)點、第十一電流節(jié)點之間并聯(lián)電容C153和電容C154，所述第十二電流節(jié)點和第十三電流節(jié)點之間設(shè)有第一濾波電路，所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第6管腳COMP通過電容C155和電容C156與所述第二降壓轉(zhuǎn)換芯片U21的第8管腳SS電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下礦用3G無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，其特征在于，所述第三級電源電路包括第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第7管腳VCC、第5管腳 VINDCDC3、第 36 管腳 VINDCDC3、第 6 管腳 VINDCDC3、第 14 管腳 VSYSIN、第 11 管腳 Η0Τ_RESET、第 19 管腳 VINLD0、第 12 管腳 DEFLD01、第 22 管腳 LE0_EN、第 23 管腳 DCDC3_EN、第24管腳D⑶C2_EN和第25管腳D⑶C1_EN分別電連接所述第二級電源電路的所述5V電壓輸出端VCC_5.0V,所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第O管腳GND、第15管腳VBACKUP、第16管腳VRTC、第26管腳TRESPWE0N、第13管腳DEFLD02、第3管腳PGND3、第34管腳PGND2、第10管腳DEFDCDC1、第8管腳PGND1、第40管腳AGNDl和第17管腳AGND2分別接地，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第28管腳INT、管腳VD⑶C2和第35管腳L2分別電連接3.3V電壓輸出端VCC_3.3V，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第2管腳VD⑶C3、第4管腳L3、第27管腳RESPWR0N、第 38 管腳 PWRFAIL_SNS、第 31 管腳 PWRFAIL 以及第 21 管腳 LOWBAT 電連接 2.5V電壓輸出端VCC_2.5V，第39管腳L0WBAT_SNS通過電阻R17100連接電壓輸出端VCC_2.5V,所述第20管腳VLDOl電連接LD0_2.8V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第18管腳VLD02和第17管腳AGEND2電連接LD0_3.3V端，所述第三降壓轉(zhuǎn)換芯片U20的第17管腳AGND2和所述LD0_3.3V端之間設(shè) 有第二濾波電路，所述第二濾波電路與所述LD0_2.8V端之間設(shè)有第三濾波電路。
【文檔編號】H04W84/18GK104010387SQ201410228929
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】劉世亮, 劉清亮, 賈建軍, 時凱 申請人:山東華盾科技股份有限公司